JP5993734B2 - 充電装置 - Google Patents
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Description
に充電を開始することが定められている。このような背景から、充電ケーブルの絶縁試験を行う絶縁試験装置が、提案されるようにもなっている。
(125Aの直流電流の適用時)又は500V(100Aの直流電流の適用時)と定められると共に、例えばバッテリの充電電圧が500Vの場合に絶縁試験を行う際には、500V±25Vの電圧を充電ケーブルに印加することが定められている。ところが、充電装置は、一般的に、電気自動車側からの充電電流指令に従いながら、定電流の充電電流で充電するような制御がなされる構成を有するために、絶縁試験時における充電ケーブルへの印加電圧を直接的に一定値に制御することは難しい。このため、かかる充電装置では、交流電源からの交流電流を直流電流に変換するコンバータの後段に設けられた平滑コンデンサの設定電圧を下げることによって、絶縁試験時における充電ケーブルへの印加電圧が500V±25Vの範囲内に入るように調整することが考えられる。
ードを省略した簡素な構成を実現することができる。
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態における充電装置の構成について、詳細に説明する。
る制御回路101及び複数の充電ユニット102を備え、これらは単一の筐体C内に収容されている。複数の充電ユニット102の各々の充電ケーブル14は、筐体C外に延出する。車両150側の複数の充電コネクタCVからの各電気配線は、纏められてバッテリ151における図示を省略する正の電極端子及び負の正極端子に電気的に接続される。なお、以下、電気的に接続という文言は、単に接続と簡略化して表記する場合がある。
れる。インバータブリッジ6は、PWM制御回路22からの駆動信号に従ってPWM駆動制御されてスイッチング動作することにより、かかる直流電流を所定の高周波の交流電流に変換する。
に従ってスイッチング動作して、電流計10が計測する計測電流値、つまりダイオードブリッジ8から出力されてリアクトル9によって平滑化された直流電流の電流値を基準電流値に収束させていく。かかるPWM制御回路22によるインバータブリッジ6のPWM駆動制御は、ダイオードブリッジ8から出力されてリアクトル9によって平滑化された直流電流の電流値を基準電流値という所定の一定値に収束させるフィードバック制御であるので、バッテリ151に流れる直流充電電流の電流値も実質所定の一定値となる。
ると共に、抵抗23の他端は、リレー24を介してダイオード回路8F及び8Rにおける他方のダイオードのアノードとコンデンサ11の負電位側との間に各々接続される。
、まず、充電ケーブル14を、充電コネクタCWを介して車両150側の充電コネクタCVに手動で接続して、コンタクタ15を手動でオフ状態に切り換えると共に、制御回路101が、コンタクタ2をオン状態及びリレー24をオフ状態に各々切り換える。ついで、PWM制御回路18が、制御回路101及び電圧制御回路17の制御に従って、電圧制御回路17からのコンデンサ5の検出電圧値を制御回路101からの基準電圧値に収束させるようにPWMコンバータ4をPWM駆動制御してスイッチング動作させる。この際、制御回路101は、電流制御回路21に対してインバータブリッジ6のスイッチング動作を停止状態に維持する制御信号を入力するため、対応してPWM制御回路22は、インバータブリッジ6に駆動信号を入力することはなく、インバータブリッジ6のスイッチング動作は停止状態に維持される。
応する期間の変化プロフィールとを比較に用いてもよい。そして、充電ケーブル14の絶縁が正常である場合、制御回路101は、バッテリ151の充電を開始することになる。
図3は、本実施形態の変形例における充電装置100により車輌300のバッテリ301、302、303を充電する状態を示す図である。ここで、図3(a)は、1台の車両300に搭載された複数のバッテリ301、302、303を、充電装置100により各々充電する状態を示す。また、図3(b)は、複数の車両350、360、370の各々に搭載されたバッテリ351、361、371を、充電装置100により各々充電する状態を示す。なお、図3において、図1及び図2と同一構成である部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
次に、図4を参照して、本発明の第2の実施形態における充電装置の構成について、詳細に説明する。本実施形態における充電装置は、第1の実施形態(その変形例を含む)における充電装置100と比較して、複数の充電ユニット102の代わりに複数の充電ユニット402を有するものである。
次に、図5を参照して、本発明の第3の実施形態における充電装置の構成について、詳細に説明する。
例を含む)における充電装置100と比較して、制御回路101が更に電圧制御回路41を備える構成を有する点で相違する。
第3の実施形態における充電装置500は、第1の実施形態(その変形例を含む)における充電装置100の制御回路101において電圧制御回路41を設けた構成になっているが、同様に、第2の実施形態における充電装置の制御回路101において電圧制御回路41を設けるようにしてもよい。これにより、特に充電ケーブル14の絶縁試験を行う際に、電流計10の計測特性にドリフトが発生したとしても、電流制御回路21の制御動作を微調整しながらインバータブリッジ6をスイッチング動作させることができ、抵抗23に流れる電流をより正確に制御してコンデンサ11の放電電圧をより正確に設定することができると共に、半導体スイッチング素子31をオン状態からオフ状態に切り換える際に、抵抗23に流入する放電電流を極めて小さくでき、付加的に設けられるべき逆電流阻止用のダイオードを不要にすることができる。
次に、図6を参照して、本発明の第4の実施形態における充電装置の構成について、詳
細に説明する。本実施形態における充電装置は、第1の実施形態(その変形例を含む)における充電装置100と比較して、複数の充電ユニット102の代わりに複数の充電ユニット602を有するものである。
デンサ11の充電電圧を充電ケーブル14に印加する。
第4の実施形態における充電ユニット602においても、第2の実施形態における充電ユニット402と同様に、リレー24を半導体スイッチング素子に置き換えてもよい。これにより、付加的に設けられるべき逆電流阻止用のダイオード25を不要にすることができる。
図7を参照して、本発明の第5の実施形態における充電装置の構成について、詳細に説明する。
第5の実施形態における充電ユニット702においても、第2の実施形態における充電ユニット402と同様に、リレー24を半導体スイッチング素子に置き換えてもよい。これにより、付加的に設けられるべき逆電流阻止用のダイオード25を不要にすることができる。
C…筐体
1…交流電源
2…コンタクタ
3…リアクトル
4…PWMコンバータ
5、11…コンデンサ
6…インバータブリッジ
7…変圧器
8…ダイオードブリッジ
9…リアクトル
10…電流計
12、23…抵抗
13…ダイオード
14…充電ケーブル
15…コンタクタ
17…電圧制御回路
18…PWM制御回路
21…電流制御回路
22…PWM制御回路
24…リレー
25…ダイオード
26…電圧検出回路
31…半導体スイッチング素子
41…電圧制御回路
50…単相用充電回路
51…PFC回路
100、500、700…充電装置
101、701…制御回路
102、402、602、702…充電ユニット
150、300、350、360、370…車両
151、301、302、303、351、361、371…バッテリ
750…直流電源
Claims (6)
- 充電ケーブルを介してバッテリを充電すると共に、前記充電ケーブルの絶縁試験を行う充電装置であって、
前記充電ケーブルと、前記充電ケーブルを介して前記バッテリに接続するとともに、前記充電ケーブルの一対の導線間に接続されたコンデンサと、前記コンデンサに並列に接続された抵抗と、前記抵抗に直列に接続された断続器と、を各々備える複数の充電ユニットと、
前記複数の充電ユニットの各々における前記バッテリの充電動作及び前記充電ケーブルの絶縁試験動作を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記断続器をオフ状態に切り換えて、直流電流を、前記充電ケーブルを介して、前記バッテリに流して前記バッテリを充電する一方で、前記断続器をオン状態に切り換えて前記抵抗に直流電流を流すことに起因して、前記抵抗で生じる電圧降下に対応した電圧を前記コンデンサに印加することにより、前記コンデンサを蓄電させた後、前記断続器をオフ状態に切り換えて、前記コンデンサの電圧を前記充電ケーブルの前記一対の導線間に印加することにより、前記充電ケーブルを介して前記コンデンサを放電させながら前記充電ケーブルに放電電流を流して、前記充電ケーブルの絶縁試験を行う充電装置。 - 前記制御回路は、前記コンデンサが放電する際における前記コンデンサの放電の時定数が調整された放電電圧の経時変化特性に基づいて、前記充電ケーブルの絶縁状態を判別する請求項1に記載の充電装置。
- 前記複数の充電ユニットの各々は、更に、前記抵抗と前記コンデンサとの間に、前記コンデンサの前記放電電流が前記抵抗に流入することを防ぐ逆電流阻止用ダイオードを備え、前記断続器は、電磁継電器である請求項1又は2に記載の充電装置。
- 前記断続器は、半導体スイッチング素子である請求項1又は2に記載の充電装置。
- 前記制御回路は、前記直流電流の検出電流値と前記コンデンサの検出電圧値とに基づいて、前記直流電流が定電流になるように制御する請求項1から4のいずれかに記載の充電装置。
- 前記複数の充電ユニットの各々は、前記交流電流を変換して前記直流電流を得るように互いに並列に接続された複数の単相用充電回路を有し、前記制御回路は、前記複数の単相用充電回路のうちの一部の単相用充電回路であって前記コンデンサ、前記抵抗及び前記断続器を備えたものを用いて、前記絶縁試験を行う請求項1から5のいずれかに記載の充電装置。
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